Nanoakışkanlarda Doğal Taşınımla Isı Transferinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Abstract

Çalışmada sonuçlar Rayleigh Sayısının, hacimsel oranın, nanoparçacık türünün ve temel akışkan türünün Nusselt Sayısı üzerindeki etkileri göz önünde bulundurularak incelenmistir. Rayleigh Sayısının artışının, kullanılan tüm nanoparçacık türleri ve temel akışkan türleri için Nusselt Sayısını dolayısıyla ısı transferini iyileştirdiğini göstermiştir. Hacimsel oranın artışı, % 2 hacim oranına kadar oluşturulan bütün nanoakışkanlar için Nusselt sayısını arttırmıştır. Hacim oranı % 2’den fazla olduğu durumlarda Ti, TiO2 ve Al2O3 ile oluşturulan nanoakışkanlarda Nusselt sayısı hacim oranının artışıyla azalmaya başlamıştır. Cu ve CuO ile oluşturulan nanoakışkanlarda ise hacim oranları % 2 - % 7,5 aralığında artış gösterdikçe Nusselt sayısı artmaya devam ederken, % 7,5 hacim oranından sonra bu iki nanoparçacıkla oluşturulan nanoakışkanlar için de hacim oranının artışı Nusselt sayısını azaltmaya başlamıştır. 345 K sıcak duvar 285 K soğuk duvar sıcaklığında CuO - Su nanoakışkanı için ısı transferi saf su kullanıldığı duruma kıyasla % 4 artmıştır. Tüm nanoparcacıkların kıyaslaması yapıldığında, her durumda CuO diğer bütün parçacıklardan daha iyi sonuç verirken, Cu genelde CuO’ya çok yakın sonuçlar vermiştir. Ti, TiO2 ve Al2O3 genelde birbirlerine yakın sonuçlar vermiştir. Temel akışkanlar kıyaslandığında her koşulda Su, Etilen Glikol’den daha iyi sonuçlar vermiştir.

The results of the study were investigated by considering the effects of Rayleigh Number, volumetric ratio, nanoparticle type and base fluid type on Nusselt Number. It has been shown that the increase of Rayleigh Number improves the Nusselt Number and accordingly the heat transfer for all types of nanoparticles and base fluid types used. The increase in the volumetric ratio increased the Nusselt number for all nanofluids generated up to a volume ratio of 2 %. In cases where the volume ratio is more than 2%, the Nusselt number in the nanofluids generated by Ti, TiO2 and Al2O3 has started to decrease with the increase in volume ratio. As the volume ratios of Cu and CuO increased in the range of 2 % - 7,5 % in the nanofluids, the Nusselt number continued to increase, whereas above 7,5 % volume ratio the Nusselt number started to decrease for nanofluids obtained with these two nanoparticles. Heat transfer for CuO - Water nanofluids increased by 4 % compared to the use of pure water under 345 K hot wall and 285 K cold wall temperatures. When all nanoparticles were compared, CuO gave better results than all other particles in every condition, whereas Cu gave very close results to CuO. Ti, TiO2 and Al2O3 generally gave close results to each other. While comparing to the base fluids, in all conditions, Water gave better results than Ethylene Glycol.